FACOLTÀ
ANNO ACCADEMICO
CORSO DI LAUREA
INSEGNAMENTO
TIPO DI ATTIVITÀ
AMBITO DISCIPLINARE
CODICE INSEGNAMENTO
ARTICOLAZIONE IN MODULI
NUMERO MODULI
SETTORI SCIENTIFICO DISCIPLINARI
DOCENTE RESPONSABILE
(MODULO 1 Introduzione alla Meccanica
Quantistica)
DOCENTE RESPONSABILE
(MODULO 2 Atomo di Idrogeno e Calcolo
delle Perturbazioni )
CFU
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLO
STUDIO PERSONALE
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLE
ATTIVITÀ DIDATTICHE ASSISTITE
PROPEDEUTICITÀ
ANNO DI CORSO
SEDE DI SVOLGIMENTO DELLE
LEZIONI
ORGANIZZAZIONE DELLA DIDATTICA
MODALITÀ DI FREQUENZA
METODI DI VALUTAZIONE
TIPO DI VALUTAZIONE
PERIODO DELLE LEZIONI
CALENDARIO DELLE ATTIVITÀ
DIDATTICHE
ORARIO DI RICEVIMENTO DEGLI
STUDENTI
Scienze MM. FF. NN.
2015/2016
Scienze Fisiche (Codice: 2124)
Meccanica Quantistica
Caratterizzante
Teorico e dei fondamenti della fisica
14028
SI
2
FIS/03
Gioacchino Massimo Palma
Professore Associato
Università degli Studi di Palermo
Roberto Passante
Professore Associato
Università degli Studi di Palermo
12
188
112
Nessuna
Terzo
Aula D – Dipartimento di Fisica e Chimica, Via
Archirafi 36, Palermo
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Facoltativa
Prova Scritta e Prova Orale
Voto in trentesimi
Primo e secondo semestre
Secondo calendario approvato dal CISF
Prof. Palma: martedì e giovedì ore 12.00
Prof. Passante: martedì e giovedì ore 15.0017.00
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione dei concetti fondamentali della Meccanica Quantistica,
dei mezzi matematici usati (ad esempio lo spazio vettoriale degli stati e la notazione di Dirac),e di
alcuni metodi approssimati per la soluzione dell’equazione di Schroedinger, quali quelli
perturbativi.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione della Meccanica Quantistica a semplici
sistemi fisici utilizzando sia la meccanica ondulatoria che lo spazio vettoriale degli stati.
Autonomia di giudizio: capacità di confronto dei risultati quantistici con quelli classici e sviluppo
dell’intuizione riguardante gli effetti quantistici.
Abilità comunicative riguardanti la esposizione dei concetti e delle applicazioni studiate.
Capacità d’apprendimento: capacità di applicare i concetti e le tecniche studiate a semplici
situazioni e problematiche nuove.
Modulo 1
OBIETTIVI FORMATIVI DEL MODULO
Comprensione di modelli e metodi matematici adeguati alla rappresentazione della realtà fisica del
mondo microscopico
MODULO
ORE FRONTALI
6
7
3
2
4
5
5
ORE ESERCITAZ.
12
12
TESTI
CONSIGLIATI
INTRODUZIONE ALLA MECCANICA QUANTISTICA
LEZIONI FRONTALI
Ampiezze di probabilità, vettori di stato, notazione di Dirac.
Formalismo matematico della meccanica quantistica.
Sistemi a due livelli, spin, operatori di Pauli, precessione,
Hamiltoniana ed equazione di Scroedinger, stati stazionari, operatore evoluzione
temporale.
Funzione d'onda, operatori posizione e momento.
Particella libera e potenziali costanti a tratti, effetto tunnel, potenziale delta
Oscillatore armonico quantistico, operatori creazione e annichilazione, stati numero,
stati coerenti, oscillatori accoppiati
ESERCITAZIONI
Esercitazioni su spin e formalismo matematico e soluzione di prove di esame
Esercitazioni su moto di una particella in potenziali a buca e soluzione di prove di
esame
Libri di testo:
J.J. Sakurai, Meccanica Quantistica Moderna, Zanichelli
D.J. Griffiths, Introduzione alla Meccanica Quantistica, Casa Editrice Ambrosiana
Libri di consultazione:
C. Cohen-Tannoudji. B. Diu, F. Laloe, Quantum Mechanics Vol I e II, Wiley
R.P.Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on Physics Vol 3,
Addison Wesley
Modulo 2
OBIETTIVI FORMATIVI DEL MODULO
Conoscenza di alcuni sistemi quantistici basilari e dei metodi perturbativi usati in Meccanica
Quantistica, e capacità di applicare queste conoscenze in vari campi della fisica e discipline affini.
MODULO
ORE FRONTALI
6
2
4
6
6
4
4
ORE ESERCITAZ.
12
12
ATOMO DI IDROGENO E CALCOLO DELLE PERTURBAZIONI
LEZIONI FRONTALI
Teoria quantistica del momento angolare. Operatori del momento angolare e loro
autostati e autovalori. Momento angolare e rotazioni.
Momento angolare orbitale e di spin.
Moto in un potenziale centrale. Separazione delle variabili nell'equazione di
Schroedinger.
L’atomo di idrogeno. Livelli di energia e numeri quantici. Densità di probabilità
angolari e radiali.
Teoria delle perturbazioni stazionarie su stati non degeneri e su stati degeneri.
Teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo. Probabilità di transizione.
Perturbazione a gradino. Perturbazione sinusoidale. Approssimazione risonante.
Regola d'oro di Fermi.
ESERCITAZIONI
Esercitazioni su momento angolare e atomo di idrogeno; soluzione di problemi di
esame. Cenni sulla composizione di due momenti angolari. Stati di singoletto e di
tripletto.
Esercitazioni sulla teoria delle perturbazioni stazionarie e dipendenti dal tempo;
soluzione di problemi di esame. Effetto Stark, effetto Zeeman, potenziale
anarmonico.
TESTI
CONSIGLIATI
Libri di testo:
D.J. Griffiths, Introduzione alla Meccanica Quantistica, Casa Editrice Ambrosiana
C. Cohen-Tannoudji. B. Diu, F. Laloe, Quantum Mechanics Vol I e II, Wiley
Libri di consultazione:
R.P.Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on Physics Vol 3,
Addison Wesley
